7.Жарықтың элетромагниттік толқын екенін дәлелде

Біртекті диэлектрлік және магниттік өтімділіктері және тұрақты, бейтарап, ток өткізбейтін орта. Осы жағдайда зарядтар мен токтар нөлге тең болатындықтан ( және ), осындай ортадағы электромагниттік өріс үшін Максвелл теңдеулері: ,немесе _; ; , , ,

м ұндағы -электр өрісі кернеулігінің векторы, -электрлік индукция векторы, -магнит өрісі кернеулігінің векторы, -магниттік индукция векторы, -электрлік және магниттік тұрақтылар, . Ортаның материялық қасиеттерін сипаттайтын және шамалары уақытқа және координатқа, және де , векторлары шамаларына тәуелді емес. теңдеуі электромагниттік индукция заңының математикалық тұжырымдалуы: теңдеуі магнит:өрісін айнымалы электр өрісі тудыратындығын көрсетеді; теңдеуі қарастырылып отырған ортадастатикалық электр өрісі жоқ екендігін білдіреді; теңдеуі магниттік зарядтардың болмайтындығын білдіреді.

(1.1) - (1.4) дифференциалдық түрдегі Максвелл теңдеулері.

Көптеген дербес жағдайларды қарастырғанда Максвелл теңдеулерінің векторлық емес, скалярлық түрін қолдану ыңғайлырақ. (1.1) және (1.2) векторлық теңдеулердің әрқайсысы теңдіктердің сол және оң жақтарындағы векторлардың құраушыларын байланыстыратын үш скалярлық теңдеуге пара-пар. (1.1) - (1.4) Максвелл теңдеулері мынадай скалярлық түрге келеді:

Сонымен, 12 функцияны ( векторларының әрқайсысының үш-үштен құраушылары) қамтитын барлығы 8 теңдеу алынды. Теңдеу саны белгісіз функциялар санынан аз болғандықтан,теңдеулері токтардың берілген үлестірулері бойынша өрістерді табу үшін жеткіліксіз. Өрістерді есептеуді іске асыру үшін Максвелл теңдеулерін және , және векторлары арасындағы байланысты ескеретін қатынастармен (материалдық теңдеулер) толықтыру қажет:

, теңдеулерінің жиынтығы тыныштықтағы орталар электродинамикасының негізін құрайды.

Сонымен, қоршаған кеңістікте айнымалы электр немесе магнит өрісі қоздырылғанда бір нүктеден келесі нүктеге таралатын электр және магнит өрістерінің өзара түрленулерінің тізбегі пайда болатындығы тағайындалды. Бұл процесс уақыт бойынша және кеңістікте периодты процесс, демек, толқын болып табылады.

Максвелл теңдеулерінен негізінде жаңа физикалық құбылыстың болатындығы жайында маңызды қорытынды шығады: электр зарядтарынсыз және электр тогынсыз да электромагниттік өріс өздігінше, дербес болуға қабылетті. Осы жағдайда электромагниттік өріс күйінің өзгеруі (өрістің ұйытқуы) міндетті түрде толқындық сипатта болады. Осындай өрістер электромагниттік толқындар деп аталады. Вакуумда мұндай толқындар жарық жылдамдығына тең жылдамдықпен таралады.

8.Егер бипризманың сындырушы бұрышын үлкейтетін болсақ, интерференциялық бейне қандай болып өзгереді? Интерференция құбылысы

Бипризма деп табандары тиістіріліп біріктірілген, сындырушы бұрыштары өте кішкене (жарты градус шамасында) екі призма түріндегі оптикалық бөлшекті айтады. Бипризма мөлдір шынының бір тұтас кесегінен жасалынады.

Призмадан өткен жарық сәулелерінің жолдарын қарастыралық. Ол үшін нүктелік монохромат S жарық көзі бипризманың сындырғаш қабырғасына параллель орналасқан өте жіңішке саңылау.Жарық көзіне таралған монохромат жарық толқыны призмаға келіп жеткеннен кейін, призма бетінде оның фронты екіге бөлінеді. Бипризмадан өткен екі жарық шоғының әрқайсысы геометриялық оптиканың заңына сәйкес, SО оптикалық осіне қарай ауытқиды. Сонымен, бипризмадан өткен шоқта қабаттасатын болады, бұлар және жалған көздерден тараған жарық секілді болады. Осы жарық көздерінен таралған жарық толқындары кеңістіктің барлық нүктелерінде кездесуі мүмкін. Бұл екі жарық шоғының толқындары өзара когерентті, себебі олар және бір жарық көзі S – тен тараған. Жарық толқындары қабаттасатын кеңістіктің кез-келген нүктеде жүрген жолдарының айырымына байланысты интерференция бейнесі пайда болады және екі жорамал жарық көздерінің кескіндерін ұлғайтып та кішірейтіп те алуға болады. Біз пайдаланатын қондырғыда, оның оптикалық және геометриялық параметрлеріне байланысты саңылаулардың тек қана кішірейтілген кескінін алуға болады.Жорамал жарық көзі мен экран аралығын ( ) өлшеу жайлы мынаны айтуға болады. Нақты жарық көзі (саңылау) мен жалған жарық көздері және дәлірек қарастырсақ, жүйенің (системаның) оптикалық осіне перпендикуляр болатын бір жазықтықта орналаспаған. Бұлардың бір жазықтың бетінен ауытқуы бипризманың сындыру бұрыштарына және жарық көздерінің экраннан ара қашықтықта ( ) орналасуына байланысты болады, яғни ығысу шамасы жарық көзі мен экран арақашықтығына салыстырғанда өте аз болады. Осыған байланысты жалған жарық көздерімен экран аралығы ( ) деп нақтылы жарық көзі мен экран (қондырғыдағы окулярлық микрометр) аралығын алуға болады.